CN104244431B - 认知无线电系统中的传输调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种认知无线电CR系统中的传输调度方法和装置，涉及无线通信领域，用于降低CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗，以及提高频谱资源的利用率。本发明中，CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，在设定时间段内，根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，空白频谱为该工作频点的、CR系统进行数据传输不会对授权系统造成干扰的频谱。本方案降低了CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗，同时通过利用空白频谱也提高了频谱资源的利用率。

Description

认知无线电系统中的传输调度方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种认知无线电系统中的传输调度方法和装置。

背景技术

无线电通信频谱是一种宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频谱资源贫乏的问题日益严重，为了缓解频谱资源紧张的现状，相关的部门和机构对无线通信频谱进行了监测和研究，发现某些频段（如电视频段）在大多数时间内并未使用或者在大多数地域内并未使用，而某些频段则出现了多系统多用户同时竞争的情况，即某些业务承载量很大的系统没有足够的频谱资源而另外一些业务承载量不大的系统却占用了太多的资源。认知无线电（Cognitive Radio，CR）的概念正是在这种背景下产生的，其基本思想是：在不对授权系统造成干扰的前提下，感知系统可以通过监测当前无线环境的变化来动态的选择空白频段进行通信。

当感知系统机会性使用授权系统的空白频段时，保护授权系统不受干扰是一个基本前提，这种保护主要包含以下两个方面：

第一，感知系统准确判断出哪些授权系统的频段是可用的空白频段（在这些频段上引入感知系统不会影响授权系统的正常工作）；

第二，当占用频段不再可用时，感知系统需要及时的将这些频段退让给授权系统。

当前的研究中，确定空白频谱的方法主要有以下两种：

第一，感知方法；

感知方法中，感知系统的基站通过感知算法来检测某个频段上授权系统信号的强度，当该信号的强度大于某个门限值时，即认为该基站与使用这个频段的授权系统的距离过近，在此频段上引入感知系统会对授权系统的正常工作产生影响，因此该频段不可用；

第二，数据库方法；

在当前的感知无线电标准研究中，数据库方法获得了较多认可，感知系统从本地数据库中直接读取针对某个具体位置、哪些频段可以使用的信息。

根据相关调研，广播电视频段的使用效率不高，同时考虑到模拟电视向数字电视的全面转型，大量的广播电视频段会空余出来；根据相关测试结果可以看出，我国的广播电视频段也存在较大的可再次开发利用的空间。广播电视频段上存在着如下几种业务类型：固定电视业务，移动电视业务，无线麦克风业务等。

此外，国际通信联盟（International Telecommunication Union，ITU）将2.3GHz-2.4GHz分配给长期演进（Long Term Evolution，LTE）系统使用，但是使用该频段规划LTE系统却遇到了一些困难，如当前在欧洲国家，这些频段有的被时频（video）占用了，有的被军方（如军方的雷达系统）占用了，政府层面很难规划，因此LTE系统如何使用该频段也是一个问题。一些组织提出通过感知无线电的方式，可以实现过渡期对该频段的使用。

根据目前的研究，CR系统机会式的使用空白频段的前提是，一旦授权系统又重新出现，CR系统要及时退让该频段。然而考虑到不同授权系统的业务特点，如无线麦克风业务，该业务占用某个频段的持续时间有限，且具备突发性；另外，如雷达信号，其发射的脉冲信号具备周期性的特点；针对上述系统，如果按照现有的方式，感知系统检测到授权系统信号出现，就通过频谱切换的方式退出该频段，但授权系统很快又停止了使用（如无线麦克风业务），将会导致没有必要的频谱切换，进而造成系统损耗；或者授权系统在时域上并未一直占用（如雷达信号，周期占用），则在一定程度上浪费了频谱资源，并未提高频谱资源的使用效率。

在CR系统的研究过程中，引入了备用频点的概念，即一旦当前工作频点不可用时，可以退让到备用频点上，实际应用中，可能存在没有备用频点的场景，此时如果CR系统退让原来的频段，该系统将无频点可用。

综上，根据目前的研究，CR系统机会式的使用空白频段的前提是，一旦授权系统又重新出现，CR系统要及时退让该频段。然而考虑到不同授权系统的业务特点，如无线麦克风业务，该业务占用某个频段的持续时间有限，且具备突发性；另外，如雷达信号，其发射的脉冲信号具备突发性、周期性的特点；针对上述系统，如果按照现有的方式，感知系统检测到授权系统信号出现，就通过频谱切换的方式退出该频段，可授权系统很快又停止了使用（如无线麦克风业务），将会导致没有必要的频谱切换，进而造成系统损耗；或者授权系统在时域上并未一直占用（如雷达信号），则在一定程度上浪费了频谱资源，并未提高频谱资源的使用效率。

在CR系统的研究过程中，引入了备用频点的概念，即一旦当前工作频点不可用时，可以退让到备用频点上，实际应用中，可能存在没有备用频点的场景，此时如果CR系统退让原来的频段，该系统将无频点可用，则将中断该CR系统覆盖范围内所有用户的业务通信，显然会造成用户体验大幅度下降，CR设备利用率降低。

发明内容

本发明实施例提供一种CR系统中的传输调度方法和装置，用于降低CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗，以及提高频谱资源的利用率。

一种CR系统中的传输调度方法，该方法包括：

CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

所述CR系统在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；所述空白频谱为所述工作频点的、CR系统进行数据传输不会对所述授权系统造成干扰的频谱。

一种CR系统中的传输调度装置，该装置包括：

感知检测单元，用于确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

规律统计单元，用于在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

调度单元，用于根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；所述空白频谱为所述工作频点的、CR系统进行数据传输不会对所述授权系统造成干扰的频谱。

本发明实施例提供的方案中，CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，在设定时间段内，根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，空白频谱为该工作频点的、CR系统进行数据传输不会对授权系统造成干扰的频谱。可见，本方案中CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，并不立即退出对工作频点的使用，而是在一定时间内合理利用工作频点上的空白频谱，调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，从而降低了CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗，同时通过利用空白频谱也提高了频谱资源的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程示意图；

图2A为本发明实施例一的整体流程示意图；

图2B为本发明实施例一中判断是否立即退让频点的流程示意图；

图3A为本发明实施例二的VoIP类业务模型示意图；

图3B为本发明实施例二中雷达系统时域占用规律示意图；

图3C为本发明实施例三中的无线麦克风系统时域占用规律示意图；

图4为本发明实施例提供的装置结构示意图。

具体实施方式

为了降低CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗及提高频谱资源的利用率，本发明实施例提供一种CR系统中的传输调度方法。

参见图1，本发明实施例提供的CR系统中的传输调度方法，包括以下步骤：

步骤10：CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；这里，该工作频点对应的授权系统是指被授权使用该工作频点的系统；

步骤11：CR系统在设定时间段内，根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；该空白频谱为该工作频点的、CR系统进行数据传输不会对授权系统造成干扰的频谱。

具体的，步骤10的具体实现可以如下：

CR系统在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在该工作频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对授权系统的信号传输产生同频干扰；该情况下，空白频谱是指该工作频点上的、未被授权系统用来传输数据的频谱；或者，

CR系统在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在邻频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对授权系统的信号传输产生邻频干扰。该情况下，空白频谱是指该工作频点上的、授权系统在邻频点上未传输数据的时间点对应的频谱。

上述预设信号强度门限可以为大于0的数值。

较佳的，在步骤10和步骤11之间，CR系统可以确定是否需要立即退出对该工作频点的使用；相应的，步骤11中，CR系统在确定不需要立即退出对该工作频点的使用后，在设定时间段内，根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。若CR系统确定需要立即退出对该工作频点的使用，则立即退出对该工作频点的使用。

具体的，CR系统确定是否需要立即退出对该工作频点的使用，具体实现可以如下：

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数不小于预设数值，和/或CR系统有备用频点，则CR系统确定需要立即退出对该工作频点的使用；

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数小于预设数值，和/或CR系统无备用频点，则CR系统确定不需要立即退出对该工作频点的使用。

上述预设时延门限和预设数值可以是大于0的数值。

具体的，步骤11的具体实现可以包括如下步骤A-步骤E：

步骤A、CR系统启动等待定时器；这里，等待定时器的设置，是为了保证CR系统的性能。若监测的空白频谱一直不能满足CR系统的需求，且CR系统一直不做退让操作，则将导致CR系统一直无频点可用，因此需要设置等待定时器，该等待定时器的定时时长的数值根据CR系统的业务负荷进行确定，若业务负荷较大，则等待定时器的定时时长设置较短，若业务负荷较小则等待定时器的定时时长相对较大。不同的CR系统该等待定时器的定时时长的设置可以按照统一的标准规范，也可以各个CR系统独立设置。

步骤B、CR系统根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

步骤C、CR系统判断空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，若是，则到步骤E，否则，到步骤D；

步骤D、CR系统判断等待定时器是否超时，若是，则退出对该工作频点的使用，否则，返回步骤B；

步骤E、CR系统根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。

具体的，CR系统根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，具体实现可以如下：

CR系统从授权系统数据库获取授权系统的信号的传输特性信息，或通过信号检测得到授权系统的信号的传输特性信息，根据获得的传输特性信息统计空白频谱的出现规律。比如，如果授权系统是雷达系统，授权系统的信号的传输特性信息可以包括雷达信号的脉冲信号的波形，宽度和重复频率等；如果授权系统是无线麦克风系统，授权系统的信号的传输特性信息可以包括麦克风信号的出现与停止出现的规律信息；在获得授权系统的信号的传输特性信息后，可以根据该传输特性信息得到授权系统进行信号传输时的频谱占用规律，进而得到空白频谱的出现规律。

具体的，CR系统判断空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，具体实现可以如下：

CR系统根据终端业务数据的传输周期和传输时间要求、以及空白频谱的出现规律确定空白频谱能否承载终端的业务数据，主要判断空白频谱在时域/频域上是否满足CR系统业务的出现规律，若确定为是，则判断空白频谱的出现规律能够满足终端的业务数据传输需求，否则，判断空白频谱的出现规律不能够满足终端的业务数据传输需求。比如，假设终端业务数据的传输周期为20ms，每个传输周期内的数据传输时间为10ms，若在工作频点上每20ms能够出现至少一个空白频谱、并且空白频谱的持续时间不小于10ms，则空白频谱能够承载终端的业务数据，否则，空白频谱不能够承载终端的业务数据。

具体的，CR系统根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，具体实现可以如下：

CR系统根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律，采用半持续调度（SPS）或动态调度方式向终端发送调度信令，以使终端根据该调度信令在空白频谱上进行业务数据传输。在调度信令中可以携带终端进行业务数据传输可用的资源位置信息、该调度信令的有效时间信息，终端可以根据现有技术中调度信令与上行数据传输的时序关系确定传输上行业务数据的时间点，若终端确定该时间点与授权系统在该工作频点或邻频点进行数据传输的时间点冲突，则终端将传输上行业务数据的时间点后移，具体后移的时间长度可以由CR系统在调度信令中携带，也可以预先约定。CR系统还可以预先将授权系统的信号的传输特性信息发送给终端，以使终端根据该传输特性信息确定传输上行业务数据的时间点与授权系统在该工作频点或邻频点进行数据传输的时间点是否冲突。

较佳的，CR系统在该工作频点的非空白频谱上，检测授权系统的信号是否出现，若未出现，则清空等待定时器，并恢复对CR系统内的终端的业务数据的传输调度。

较佳的，在CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，CR系统可以通知该CR系统内的终端：在设定时间段内若收到调度信令则进行业务数据传输，否则不进行任何业务数据传输。终端根据接收到的通知进行数据传输。

随着移动互联网的普及，类似于基于IP的语音呼叫（Voice over IP，VoIP）类业务、浏览网页等背景类业务，逐渐成为了目前移动通信提供的主流业务；VoIP类业务的业务特点是具有周期性，业务发送和无业务发送周期性出现，而背景类业务允许较大的业务时延，因此，在空白频谱里，可以调度上述类型的业务。

本发明中的授权系统具体可以是：雷达系统或无线麦克风系统。

本方法的执行主体具体可以是CR系统的基站等网络侧设备。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

实施例一：

本实施例，提供了一种CR系统中间歇式调度方法，CR系统在察觉到授权系统出现时，不立刻进行频谱切换，而是根据授权系统业务的特点及CR系统自身的状态，适时等待，暂不切换，在等待期间间歇性调度本系统用户业务，从而可以提高频谱使用效率，减少不必要的频谱切换带来的系统损耗。同时对于不具备备用频点（无退路）的CR系统，仍可以使用“缝隙式的可用频谱”，维持本系统部分业务，提高CR设备利用效率。

本实施例的具体实现流程如图2A所示：

步骤S1：CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，CR系统暂停本系统的业务数据传输；

步骤S2：CR系统判断是否需要立即退让该工作频点，若是，则到步骤S8，否则，到步骤S3；

步骤S3：启动等待定时器；

后续步骤中在等待定时器超时前，CR系统持续观测该可用频点的使用情况，并统计该可用频点上“缝隙式可用频谱”即空白频谱的出现规律；

步骤S4：CR系统根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

步骤S5：CR系统判断空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，若是，则到步骤S6，否则，到步骤S7；

步骤S6：CR系统根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律间歇式调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，本流程结束；其中，间歇式的调度是指根据空白频谱出现的规律，以及不同用户的业务传输规律等对用户进行调度。

步骤S7：CR系统判断等待定时器是否超时，若是，则到步骤S8，否则，返回步骤S4；

步骤S8：CR系统退出对当前工作频点的使用，本流程结束。

步骤S2中CR系统判断是否需要立即退让该工作频点的具体方法如图2B所示：

步骤S1：CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

步骤S21：CR系统判断当前允许业务时延低于预设时延门限Xms的调度终端的个数是否小于N，和/或CR系统是否无备用频点，若是，则到步骤S22，否则，到步骤S23；

步骤S22：判断不需立刻退出对该工作频点的使用，启动等待定时器，定时时长设定为T_wait，同时通知系统内所有终端，在T_wait时间内，除非收到调度指令，否则在T_wait时间内暂停所有业务传输；

步骤S23：立即退出对该工作频点的使用。

实施例二：

在本实施例中，假设授权系统为雷达系统，该雷达系统的脉冲宽度为100微秒，重复周期为20ms，占用的频道为f1，具体的为中心频点为2700MHz，带宽为6MHz；CR系统调度用户个数为3，需要传输的业务均为VoIP类的业务，其业务传输模型如图3A所示，在激活（即talkspurt）期间内，每20ms产生一个业务数据分组，大小为35～49Bytes，静默（即silentperiod）期间内，每160ms产生一个业务数据分组，其大小的变化范围是10～24Bytes。假设传输时延预设门限为X为10ms，N为0。

基于上述假设，本方案的实现流程如下：

第一步：CR系统检测到雷达用户信号同频出现在CR系统的使用频点上，CR系统对雷达系统产生干扰，则CR系统停止所有业务传输，并判断此时是否需要立即退让该使用频点：当前调度的三个业务均为VoIP类业务，其允许时延均大于10ms，则判断为不需立刻退让该使用频点，启动等待定时器，定时时长设定为T_wait，同时通知系统内所有终端，在T_wait时间内，除非收到调度指令，否则在T_wait时间内暂停所有业务传输，并进入第二步；

第二步：在T_wait时间范围内，CR系统持续观测在该使用频点上雷达信号的脉冲信号的波形，宽度和重复频率，寻找“缝隙式可用频谱”即空白频谱的出现规律；在本实施例中，规律如图3B所示，绿色区域为授权系统占用的时间区域，白色的区域为可用的时间区域；

第三步：根据第二步统计的结果，判断间歇性出现的频谱即空白频谱在时域/频域是否满足CR系统业务的出现规律：对比图3A及图3B，雷达系统每20ms内可以在时域预留出足够的空间传输VoIP业务包；同时，在频段不可用的时间段，CR需检测雷达系统的信号是否出现，如果不再出现，则恢复正常的业务调度，并清空等待定时器；

实施例三：

在本实施例中，假设授权系统为无线麦克风系统，该麦克风系统的脉冲宽度为10ms，周期为1s，占用的频道为f1，具体的为中心频点为2700MHz，带宽为6MHz；CR系统调度用户个数为3，需要传递的业务均为VoIP类的业务，其业务传输模型如图3A所示，在激活（即talkspurt）期间内，每20ms产生一个业务数据分组，大小为35～49Bytes，在静默（即silentperiod）期间内，每160ms产生一个业务数据分组，其大小的变化范围是10～24Bytes。假设传输时延预设门限为X为10ms，N为0。

基于上述假设，本方案的实现流程如下：

第一步：CR系统检测到无线麦克风用户信号同频出现在CR系统的使用频点上，CR系统对无线麦克风系统产生干扰，则CR系统停止所有业务传输，并判断此时是否需要立即退让该使用频点：当前调度的三个业务均为VoIP类业务，其允许时延均大于10ms，则判断为不需立刻退让该使用频点，启动等待定时器，定时时长设定为T_wait，同时通知系统内所有终端，在T_wait时间内，除非收到调度指令，否则在T_wait时间内暂停所有业务传输，并进入第二步；

第二步：在T_wait时间范围内，CR系统持续观测在该使用频点上无线麦克风信号的脉冲信号的波形，宽度和重复频率，寻找“缝隙式可用频谱”即空白频谱的出现规律；在本实施例中，规律如图3C所示，绿色区域为授权系统占用的时间区域，白色的区域为可用的时间区域；

第三步：根据第二步统计的结果，判断间歇性出现的频谱即空白频谱在时域/频域是否满足CR系统业务的出现规律：对比图3A及图3C，无线麦克风系统每1s内可以在时域预留出足够的空间传输VoIP业务包；同时，在频段不可用的时间段，CR需检测无线麦克风系统的信号是否出现，如果不再出现，则恢复正常的业务调度，并清空等待定时器。

参见图4，本发明实施例提供一种CR系统中的传输调度装置，该装置包括：

授权系统信息数据库45，用于向授权系统那个出现规律统计单元提供授权系统频点使用情况，以及授权系统的信号出现规律，授权系统地理位置等信息，同时根据统计单元归纳的信息更新数据库；

感知检测单元40，CR系统采用一定的感知检测算法，感知检测授权系统频点使用信息及信号出现规律等，用于向授权系统出现规律统计单元提供上述信息；

规律统计单元41，用于根据授权系统相关的信息，统计该频段的使用规律，并向频谱退让决策单元及调度单元提供上述信息；

调度单元42：用于完成CR系统用户业务的统计及调度，同时向频谱退让决策单元提供CR系统的业务信息，如调度用户个数，调度的用户的业务类型，并根据频谱退让决策结果及统计单元提供的规律信息合理调度本系统用户；

频谱退让决策单元43：根据调度单元提供的CR系统业务信息及统计单元提供的规律信息，按照对应准则决策是否立刻进行频谱退让；

频谱退让管理单元44：根据频谱退让决策单元决策结果，执行频谱退让相关操作。

下面进行具体说明：

感知检测单元40，用于确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

规律统计单元41，用于在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

调度单元42，用于根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；所述空白频谱为所述工作频点的、CR系统进行数据传输不会对所述授权系统造成干扰的频谱。

进一步的，该装置还包括：

频谱退让决策单元43，用于在确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，确定是否需要立即退出对所述工作频点的使用；

所述调度单元42用于：

在确定不需要立即退出对所述工作频点的使用后，在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。

进一步的，所述频谱退让决策单元43用于：

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数不小于预设数值，和/或所述CR系统有备用频点，则确定需要立即退出对所述工作频点的使用；

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数小于预设数值，和/或所述CR系统无备用频点，则确定不需要立即退出对所述工作频点的使用。

进一步的，所述感知检测单元40用于：

在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在所述工作频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生同频干扰；或者，

在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在邻频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生邻频干扰。

进一步的，该装置还包括：频谱退让管理单元44，用于执行退出对所述工作频点的使用的操作；

所述规律统计单元41用于执行如下步骤：

A、启动等待定时器；

B、根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

C、判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，若是，则触发所述调度单元42，否则，执行步骤D；

D、判断等待定时器是否超时，若是，则触发频谱退让管理单元44，否则，返回执行步骤B。

进一步的，所述规律统计单元41用于：按照如下方法根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律：

从授权系统信息数据库45获取所述授权系统的信号的传输特性信息，或从所述感知检测单元40获得信号检测得到的所述授权系统的信号的传输特性信息，根据获得的传输特性信息统计空白频谱的出现规律。

进一步的，所述规律统计单元41用于：按照如下方法判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求：

根据终端业务数据的传输周期和传输时间要求确定所述空白频谱能否承载终端的业务数据，若确定为是，则判断所述空白频谱的出现规律能够满足终端的业务数据传输需求，否则，判断所述空白频谱的出现规律不能够满足终端的业务数据传输需求。

进一步的，所述调度单元42用于：按照如下方法根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输：

根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律，采用半持续调度SPS或动态调度方式向终端发送调度信令，以使终端根据该调度信令在空白频谱上进行业务数据传输。

进一步的，所述感知检测单元40还用于：

在所述工作频点的非空白频谱上，检测所述授权系统的信号是否出现，若未出现，则清空所述等待定时器，并恢复对所述CR系统内的终端的业务数据的传输调度。

进一步的，所述感知检测单元40还用于：

在确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，通知该CR系统内的终端：在设定时间段内若收到调度信令则进行业务数据传输，否则不进行任何业务数据传输。

进一步的，所述授权系统为：雷达系统或无线麦克风系统。

上述CR系统中的传输调度装置具体可以是基站等网络侧设备。

综上，本发明的有益效果包括：

本发明实施例提供的方案中，CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，在设定时间段内，根据授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，空白频谱为该工作频点的、CR系统进行数据传输不会对授权系统造成干扰的频谱。可见，本方案中CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰后，并不立即退出对工作频点的使用，而是在一定时间内合理利用工作频点上的空白频谱，调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，从而降低了CR系统由于频繁进行频谱切换造成的系统损耗，同时通过利用空白频谱也提高了频谱资源的利用率。

同时对于不具备备用频点（无退路）的CR系统，仍可以使用“缝隙式的可用频谱”即空白频谱，维持本系统部分业务，以提高CR设备利用效率。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (22)

1.一种认知无线电CR系统中的传输调度方法，其特征在于，该方法包括：

CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

所述CR系统在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；所述空白频谱为所述工作频点的、CR系统进行数据传输不会对所述授权系统造成干扰的频谱。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，且所述CR系统在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输之前，进一步包括：

所述CR系统确定是否需要立即退出对所述工作频点的使用；

所述CR系统在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计可用时间的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，具体包括：

所述CR系统在确定不需要立即退出对所述工作频点的使用后，在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CR系统确定是否需要立即退出对所述工作频点的使用，具体包括：

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数不小于预设数值，和/或所述CR系统有备用频点，则所述CR系统确定需要立即退出对所述工作频点的使用；

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数小于预设数值，和/或所述CR系统无备用频点，则所述CR系统确定不需要立即退出对所述工作频点的使用。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰，具体包括：

所述CR系统在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在所述工作频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生同频干扰；或者，

所述CR系统在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在邻频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生邻频干扰。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CR系统在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，具体包括：

A、CR系统启动等待定时器；

B、CR系统根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

C、CR系统判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，若是，则到步骤E，否则，到步骤D；

D、CR系统判断等待定时器是否超时，若是，则退出对所述工作频点的使用，否则，返回步骤B；

E、CR系统根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。

6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述CR系统根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，具体包括：

所述CR系统从授权系统数据库获取所述授权系统的信号的传输特性信息，或通过信号检测得到所述授权系统的信号的传输特性信息，根据获得的传输特性信息统计空白频谱的出现规律。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CR系统判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，具体包括：

所述CR系统根据终端业务数据的传输周期和传输时间要求确定所述空白频谱能否承载终端的业务数据，若确定为是，则判断所述空白频谱的出现规律能够满足终端的业务数据传输需求，否则，判断所述空白频谱的出现规律不能够满足终端的业务数据传输需求。

8.如权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述CR系统根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输，具体包括：

所述CR系统根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律，采用半持续调度SPS或动态调度方式向终端发送调度信令，以使终端根据该调度信令在空白频谱上进行业务数据传输。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述CR系统在所述工作频点的非空白频谱上，检测所述授权系统的信号是否出现，若未出现，则清空所述等待定时器，并恢复对所述CR系统内的终端的业务数据的传输调度。

10.如权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，在CR系统确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，进一步包括：

CR系统通知该CR系统内的终端：在设定时间段内若收到调度信令则进行业务数据传输，否则不进行任何业务数据传输。

11.如权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述授权系统为：雷达系统或无线麦克风系统。

12.一种认知无线电CR系统中的传输调度装置，其特征在于，该装置包括：

感知检测单元，用于确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰；

规律统计单元，用于在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

调度单元，用于根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输；所述空白频谱为所述工作频点的、CR系统进行数据传输不会对所述授权系统造成干扰的频谱。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

频谱退让决策单元，用于在确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，确定是否需要立即退出对所述工作频点的使用；

所述调度单元用于：

在确定不需要立即退出对所述工作频点的使用后，在设定时间段内，根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律，根据空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述频谱退让决策单元用于：

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数不小于预设数值，和/或所述CR系统有备用频点，则所述CR系统确定需要立即退出对所述工作频点的使用；

若当前允许业务时延低于预设时延门限的调度终端的个数小于预设数值，和/或所述CR系统无备用频点，则所述CR系统确定不需要立即退出对所述工作频点的使用。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述感知检测单元用于：

在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在所述工作频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生同频干扰；或者，

在检测到当前工作频点对应的授权系统的信号出现在邻频点上、并且该信号的强度大于预设信号强度门限时，确定该CR系统在当前工作频点的信号传输对所述授权系统的信号传输产生邻频干扰。

16.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置还包括：频谱退让管理单元，用于执行退出对所述工作频点的使用的操作；

所述规律统计单元用于执行如下步骤：

A、启动等待定时器；

B、根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律；

C、判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求，若是，则触发所述调度单元，否则，执行步骤D；

D、判断等待定时器是否超时，若是，则触发频谱退让管理单元，否则，返回执行步骤B。

17.如权利要求12-16中任一所述的装置，其特征在于，所述规律统计单元用于：按照如下方法根据所述授权系统的信号传输情况统计空白频谱的出现规律：

从授权系统信息数据库获取所述授权系统的信号的传输特性信息，或从所述感知检测单元获得信号检测得到的所述授权系统的信号的传输特性信息，根据获得的传输特性信息统计空白频谱的出现规律。

18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述规律统计单元用于：按照如下方法判断所述空白频谱的出现规律是否能够满足终端的业务数据传输需求：

根据终端业务数据的传输周期和传输时间要求确定所述空白频谱能否承载终端的业务数据，若确定为是，则判断所述空白频谱的出现规律能够满足终端的业务数据传输需求，否则，判断所述空白频谱的出现规律不能够满足终端的业务数据传输需求。

19.如权利要求12-16中任一所述的装置，其特征在于，所述调度单元用于：按照如下方法根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律调度终端在空白频谱上进行业务数据传输：

根据所述空白频谱的出现规律和终端的业务传输规律，采用半持续调度SPS或动态调度方式向终端发送调度信令，以使终端根据该调度信令在空白频谱上进行业务数据传输。

20.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述感知检测单元还用于：

在所述工作频点的非空白频谱上，检测所述授权系统的信号是否出现，若未出现，则清空所述等待定时器，并恢复对所述CR系统内的终端的业务数据的传输调度。

21.如权利要求12-16中任一所述的装置，其特征在于，所述感知检测单元还用于：

在确定自身在当前工作频点的信号传输对该工作频点对应的授权系统的信号传输产生干扰之后，通知该CR系统内的终端：在设定时间段内若收到调度信令则进行业务数据传输，否则不进行任何业务数据传输。

22.如权利要求12-16中任一所述的装置，其特征在于，所述授权系统为：雷达系统或无线麦克风系统。